פריצת דרך מדעית: לראשונה בעולם חיסון mRNA נגד חיידקים קטלניים

לראשונה בעולם: צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב והמכון הביולוגי פיתחו חיסון מבוסס mRNA שיעיל ב-100% נגד חיידק שהוא קטלני לבני אדם. זאת הפעם הראשונה שבה חיסון מבוסס mRNA שהובל באמצעות ננו-חלקיקים שומניים (ליפידיים) מספק הגנה חיסונית מפני חיידק קטלני.

המחקר נערך במודל חיות והראה כי כלל החיות שטופלו בחיסון נשארו מוגנות ולא נפגעו מהחיידק. לטענת החוקרים, הטכנולוגיה החדשה שפיתחו מקנה תשתית לפיתוח חיסון מהיר ויעיל במקרה חירום של התפרצות מחלות הנגרמות ע"י חיידקים, ביניהם גם חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

את המחקר החדש הובילו הדוקטורנט עידו קון ופרופ' דן פאר, ראש המעבדה לננו-רפואה המכהן גם כסגן הנשיא למחקר פיתוח באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף פעולה עם חוקרים מהמכון למחקר ביולוגי (ינון לוי, אורי אליה, עמנואל ממרוד ועופר כהן). תוצאות המחקר מתפרסמות היום בכתב העת היוקרתי Science Advances.

"היכולת למגן כנגד חיידק קטלני על בסיס מנת חיסון אחת בלבד מהווה כלי חשוב מאוד ביכולת שלנו להתגונן בעתיד בפני מגיפות מבוססות חיידקים המתפרצות במהירות."

יעיל ב-100%

עידו קון מסביר: "חיסוני mRNA, כמו החיסונים שקיבלנו נגד נגיף הקורונה, יעילים נגד נגיפים, אך לא נגד חיידקים. מעבר ליעילות החיסונים, היתרון הגדול של החיסונים הללו הוא המהירות: מרגע פרסום הרצף הגנטי של נגיף ה-SARS-CoV2 ועד לניסוי קליני הראשון של החיסון שאושר על ידי ה-FDA חלפו 63 ימים בלבד. עד היום הסברה הייתה שביולוגית אי אפשר לפתח חיסוני mRNA נגד חיידקים. אנחנו הוכחנו שאפשר לפתח חיסון mRNA יעיל ב-100% נגד חיידק קטלני".

צוות החוקרים מסביר כי נגיפים (וירוסים) תלויים בתא חיצוני ("מארח") ומשתמשים בתאי הגוף שלנו כמפעל לייצור חלבונים על בסיס הרצף הגנטי שלהם על מנת להתרבות. הם מדביקים את התא במולקולת רנ"א – mRNA – שמכילה הוראות ייצור לחלבוני הנגיף. הנגיף משתמש בתא כמפעל לייצור העתקים של עצמו. בחיסון mRNA מסנתזים את המולקולה הזאת ועוטפים אותה בננו-מעטפת שומנית הדומה לקרום התאים בגוף האדם. כך, המעטפת נצמדת לתא, התא מייצר את חלבוני הנגיף והמערכת החיסונית לומדת להכירו ולהתגונן מפניו במקרה של חשיפה לנגיף הממשי.

קון מוסיף: "מאחר שנגיפים מייצרים את החלבונים בתוך התאים שלנו, החלבונים המתורגמים מהרצף גנטי של הנגיף או רצף mRNA שאנחנו מסנתזים במעבדה, יוצאים דומים. חיידק זה סיפור אחר. החיידק מייצר לעצמו את החלבונים, הוא לא צריך אותנו. בעקבות האבולוציה השונה של בני אדם וחיידקים, חלבונים שמיוצרים בחיידקים יכולים להיות שונים מהחלבונים שמיוצרים בתאי אדם, למרות שהם מסונתזים על בסיס אותו רצף גנטי."

"חוקרים ניסו לסנתז חלבונים של חיידקים בתאי אדם, אבל החשיפה אליהם לא יצרה נוגדנים בגוף, כלומר לא נוצר אפקט חיסוני. למרות שהחלבון המיוצר זהה, שכן הוראות הייצור שלו זהות, בתהליך הפרשתו הטבעית מתא האדם הוא עובר שינויים מהותיים, כמו תוספת סוכרים. אנחנו פיתחנו שיטה מיוחדת לפליטתו מהתא תוך כדי עקיפת חלק ממסלולים אלו, וראינו תגובה חיסונית משמעותית: הגוף זיהה את החלבונים כחלבונים של חיידקים. במקביל הוספנו לחלבון החיידקי מקטע של חלבון אנושי שמעניק לו יציבות, כדי שלא יתפרק בגוף מהר מדי. שתי פריצות הדרך הללו הניבו תגובה חיסונית מלאה".

מוכנות מראש למגפה חיידקית

פרופ' פאר מסכם: ככלל, קיימים חיידקים פתוגניים רבים שלא קיים עבורם חיסון. בעשורים האחרונים, עקב שימוש לא מבוקר באנטיביוטיקה החלו חיידקים רבים לפתח עמידות לאנטיביוטיקה, ולכן היעילות של תרופות אנטיביוטיות נפגעת. פיתוח חיסונים חדשים עשוי לאפשר התמודדות עם בעיה עולמית זו. כבר היום חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מהווים סכנה ממשית. אנחנו בדקנו את חיסון ה-mRNA שפיתחנו בחיות שהודבקו בחיידק קטלני, אחרי שבוע כל החיות שלא קיבלו חיסון מתו בעוד שכל החיות שחוסנו בחיסון שפיתחנו נותרו בריאות. מעבר לזה, באחת משיטות החיסון שלנו ראינו שמנת חיסון אחת בלבד מספקת מיגון מלא בחיות המחוסנות כשבועיים בלבד לאחר מתן החיסון. היכולת למגן כנגד חיידק קטלני על בסיס מנת חיסון אחת בלבד מהווה כלי חשוב מאוד ביכולת שלנו להתגונן בעתיד בפני מגיפות מבוססות חיידקים המתפרצות במהירות. חשוב לזכור כי הסיבה לכך שהחיסון נגד הקורונה פותח במהירות כזאת היא שהחיסון נשען על שנים של מחקר בפיתוח חיסוני mRNA לנגיפים דומים. השיעורים שנלמדו שם חסכו זמן יקר. אם מחר בבוקר תתפרץ מגפה חיידקית, המחקר שלנו מתווה את הדרך לפיתוח חיסוני mRNA מהירים, בטוחים ויעילים".

המחקר מומן בעזרת מענקי מחקר מהאיחוד האירופי (ERC ;EXPERT) וע״י משפחת שמוניס (לפרופ׳ פאר).